РОЗРАХУНОК І ВИГОТОВЛЕННЯ ПЛОСКИХ котушок

. м. Москва. Ю. Янчин
 
Рис. 1.

У малогабаритній УКХ апаратури відносно багато місця на платі займають контурні котушки і ВЧ дроселі. Часто саме вони визначають габаритну висоту монтажної плати. Незнач яких випадках може виявитися доцільним застосування ня плоских котушок – друкованих і дротяних. Осно вої для друкованих ВЧ котушок найчастіше служить спе циальная високочастотна Кераміка. Технологія вироб ництва таких котушок непридатна для аматорських умов. Однак, як показує практика, до частот 80-100 МГц цілком задовільні результати можуть бути отримані при використанні котушок, виго товлених з фольгнроваіного стеклотекстолита спо собом травлення. Застосування для друкованих котушок фольгіроваіного фторопласту дозволяє відсунути частотний межа до 200-300 МГц.
Плоскі дротяні котушки мають задовольни тельной механічною міцністю, щодо невеликі шой власною ємністю, простотою виготовлення і можуть застосовуватися на частотах до 10 МГц. Істотний ве збільшення індуктивності та добротності плоских друкованих та дротяних котушок може бути отримано, якщо з одного або обох сторін на котушку накласти ферритові пластини. Змінюючи відстань між ка тушкою і пластиною (набором немагнітних прокладок або іншим шляхом), можна змінювати індуктивність ка тушки. Можна регулювати індуктивність до деяких законів яких межах за допомогою прапорця з немагнітного ме талу (міді або алюмінію), що переміщається поблизу котушки паралельно їй.
Дротяні котушки зручно наклеювати, прямо на плату або на окрему пластину, прикріплює мую до плати. Друковані котушки можуть бути довільної форми. «Заземлювати» на платі випливає висновок наруж ного витка – в цьому випадку він відіграє роль екрана. Можна додатково екранувати друковану котушку ще одним зовнішнім незамкнутим витком, з'єднує мим із загальним проводом пристрою. Приклади виконання ня котушок показані на фото в заголовку статті.

Розрахувати котушки з достатньою для радіолюбі теля точністю можна за допомогою номограм. Порядок розрахунку друкованих та дротяних котушок аналогічний, різниця полягає в тому, що ширині друкованої доріжки пе чатні котушки відповідає діаметр по міді дроти дротяної котушки, а ширині зазору між дорож ками – подвійна товщина ізоляції.

Рис. 1.

Конструктивні розміри котушок показані на рис. 1, а і б. Номограми для розрахунку зображені на рис. 2 і 3.

В якості прикладу нижче розглянуто розрахунок коло лой друкованої контурної котушки (без сердечника} ін дуктивності 0,64 мкГ. Найбільший зовнішній діа метр D котушки вибираємо рівним 20 мм, найменший внутрішній d = 8 мм. Необхідно знайти число витків w, ширину друкованої доріжки S і відстань Sr між центрами С1 і С2 півкіл котушки. Номограма для розрахунку круглих котушок представ лена на рис. 2. Рахуємо: D + d = 20 + 8 = 28 мм = = 2,8 см: D / d = 20:8 = 2,5. На шкалах "D + d" і "D / d" знаходимо відповідні точки і з'єднуємо їх прямий (на рис. 2 – штрихова лінія). Через точку пересе чення цієї прямої з неоціфрованной допоміжної лінією і точку на шкалі «L», відповідну заданої індуктивності L = 0,64 мкГ, проводимо пряму до перетину з шкалою «w», по якій і відраховуємо шукане число витків – 6,5. Значення D + d, D / d або L на шкалах номограми можна збільшити (змен шити) в 10 або 100 разів, при цьому значення w будуть зі відповідально змінюватися в корінь з 10 і корінь з 100 разів.
Ширину S, мм, друкованого провідника обчислюємо за формулою: S> = Sr = (D – d) / 4w; діаметр по ізоляції проводу дротяної котушки – dіз = (D – d) / 2w. Отриманий результат округляємо до найближчого біль дової значення ряду 0,5; 0,75; 1.0; 1.25; 1,5 мм і т. д.
Sr = (20-8) / 4х6, 5 = 0,46; S = 0,5 мм. При малих значеннях Sr слід приймати Sr = S Для прово молочно котушок dіз округляємо до найближчого стандарт ного діаметра проводу з ізоляції.
Малюнок котушки наносять на фольгований скло текстоліт циркулем, в який встановлено рейсфедер, наповнений хімічно стійкою фарбою. Верхні підлозі кола (див. рис. 1а) проводять з центру С1, а
нижні – з С2. Відстань Sr слід витримувати з можливо більшою точністю. Після висихання кра скі котушку труять, як зазвичай, у розчині хлорного заліза.
Друковані котушки квадратної форми розраховують за номограми, що на рис. 3.

Більш точні ре зультат розрахунку плоских котушок можна отримати аналітично, користуючись формулами, за якими побудовані номограми. Ці формули наведено на рис. 2 і 3. Розмірність величин у формулах відповідає ука занной на номограмами. Значення функцій "фе" (D / d і f (а / А) зведені в табл. 1 і 2.

Таблиця 1.        

Дротяні плоскі котушки намотують на раз борному каркасі між двома щічками, укріпленими на стрижні. Діаметр сердечника каркаса повинен бути дорівнює внутрішньому діаметру котушки, а відстань між щічками – діаметру дроту з ізоляції. У процесі намотування провід змочують клеєм БФ ~ 2. Щічки повинні бути виготовлені з матеріалу, що має погану адгезію до клею (фторопласт, вініфлекс). Каркас розбирають після закінчення сушіння клею. Виго товлених котушки клеять або безпосередньо до плати, або до пластині з фериту, укріпленої на платі.
Котушки, зображені у заголовку статті, мають такі данні вимірювань: кругла друкована (D = 40 мм) – індуктивність 1,4 мкГ, добротність 95; квадратна (А = 30 мм) – 0,9 мкГ і 180, що проводив стельових верхня (D = 15 мм, дріт ПЕВ-1 0,18) – 7,5 мкГ і 48; середня (D = 11,9 мм, дріт ПЕВ-два 0,1) – 9,5 мкГ і 48 та нижня (D = 9мм, провід ПЕЛ 0,05) – 37 мкГ і 43